人體解剖及動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱蟾蜍骨骼肌生理姓名學(xué)號(hào)系別組別同組姓名實(shí)驗(yàn)室溫度實(shí)驗(yàn)日期2015年5月7日實(shí)驗(yàn)題目蟾蜍骨骼肌生理A蟾蜍腓腸肌刺激強(qiáng)度與骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系B蟾蜍骨骼肌單個(gè)肌肉收縮分析（潛伏期、收縮期和舒張期的確定）C蟾蜍腓腸肌刺激頻度與骨骼肌收縮的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定蟾蜍骨骼肌收縮的（1）閾水平和最大收縮以及刺激強(qiáng)度與肌肉收縮之間的關(guān)系曲線（2）收縮的三個(gè)時(shí)期：潛伏期、縮短期、舒張期（3）刺激頻度與肌肉收縮的關(guān)系實(shí)驗(yàn)方法1、蟾蜍坐骨神經(jīng)-骨骼肌標(biāo)本的制作及電路連接雙毀髓處死蟾蜍后，剝?nèi)テつw，暴露腰骶叢神經(jīng)，游離大腿肌肉之間的做個(gè)神經(jīng)及小腿的腓腸肌，注意不要將脛神經(jīng)與腓神經(jīng)分離。神經(jīng)端結(jié)扎后，剪去無關(guān)分支后游離至膝關(guān)節(jié)處；肌肉端結(jié)扎在肌腱上，將腓神經(jīng)也一起結(jié)扎，結(jié)扎線留長(zhǎng)。保留膝關(guān)節(jié)，剪去腿骨，將標(biāo)本離體。注意保持神經(jīng)肌肉濕潤(rùn)。用大頭釘將標(biāo)本的膝關(guān)節(jié)固定于標(biāo)本盒R2和R3兩記錄電極之間的石蠟凹槽內(nèi)，保證神經(jīng)、肌肉與電極充分接觸。神經(jīng)中樞端接觸刺激電極S1和S2，肌肉接觸記錄電極R3和R4，之間接觸接地電極。肌肉的結(jié)扎線從標(biāo)本盒中穿出，連接張力換能器。注意連線盡量短，以減小阻力。在實(shí)驗(yàn)過程中，注意標(biāo)本的休息：將神經(jīng)搭在肌肉上，用浸濕了任氏液的棉花覆蓋神經(jīng)肌肉，保持濕潤(rùn)。但標(biāo)本盒內(nèi)避免有過多的液體，防止短路。換能器插頭接RM6240通道1。刺激輸出線兩夾子分別連接標(biāo)本盒的刺激電極S1和S2，插頭接刺激輸出插口。如果需要記錄肌肉的動(dòng)作電位，則在肌肉所搭置的記錄電極上連接輸入導(dǎo)線，注意接地，插頭接通道2。2、蟾蜍骨骼肌生理各項(xiàng)數(shù)據(jù)測(cè)定A蟾蜍腓腸肌刺激強(qiáng)度和骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系根據(jù)上表可繪制下圖，曲線圖能更加直觀的顯示蟾蜍骨骼肌收縮強(qiáng)度隨對(duì)腓腸肌刺激強(qiáng)度增加的變化趨勢(shì)。圖2.蟾蜍腓腸肌刺激強(qiáng)度與骨骼肌收縮強(qiáng)度的曲線圖結(jié)果分析：由上述圖表可以看出，剛開始以較低強(qiáng)度刺激時(shí)，骨骼肌并沒有收縮，直到達(dá)到閾刺激強(qiáng)度時(shí)（閾刺激強(qiáng)度在0.18-0.19V之間），骨骼肌開始收縮；隨著刺激強(qiáng)度的增大，骨骼肌收縮強(qiáng)度逐漸增大；刺激強(qiáng)度約為0.23V時(shí)，骨骼肌收縮強(qiáng)度達(dá)到最大值，最大值在7.5g左右；在這之后，隨著刺激強(qiáng)度的增大，骨骼肌收縮強(qiáng)度不再明顯增加，而是在最大收縮強(qiáng)度附近波動(dòng)。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因分析：由于一塊肌肉由許許多多肌纖維組成，骨骼肌的收縮受運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的支配。單個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元可支配多根肌纖維，一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元與它所支配的肌纖維組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位。而不同的運(yùn)動(dòng)單位興奮閾值不同。低于閾刺激的刺激強(qiáng)度，神經(jīng)纖維不發(fā)生興奮，其所支配的肌細(xì)胞也不發(fā)生反應(yīng)；當(dāng)刺激電壓達(dá)到閾強(qiáng)度時(shí)，神經(jīng)干中閾值最低的神經(jīng)開始興奮，其所支配的運(yùn)動(dòng)單位也興奮并發(fā)生收縮。刺激強(qiáng)度逐漸增大，神經(jīng)干中興奮的神經(jīng)纖維增加，收縮的運(yùn)動(dòng)單位也增加，于是骨骼肌收縮張力增加。當(dāng)刺激電壓達(dá)到最大刺激強(qiáng)度后，所有的神經(jīng)纖維都興奮，其所支配的所有的運(yùn)動(dòng)單位也收縮，所有刺激強(qiáng)度再增大。骨骼肌收縮力也不再增加。B蟾蜍骨骼肌單個(gè)肌肉收縮分析（潛伏期、收縮期和舒張期的確定）潛伏期收縮期舒張期潛伏期收縮期舒張期圖3單個(gè)肌肉收縮分析圖（潛伏期、收縮期和舒張期的確定）從上圖可看出，當(dāng)肌肉受到一個(gè)單刺激時(shí)，產(chǎn)生一次收縮，稱為單收縮。從刺激開始到收縮開始這一段無明顯外部表現(xiàn)的時(shí)間，稱為潛伏期。自肌肉開始收縮至收縮達(dá)到高峰，是長(zhǎng)度縮短或張力增高的時(shí)間，稱為縮短期。自收縮高峰開始，曲線較緩慢地下降至基線，為長(zhǎng)度或張力恢復(fù)過程的時(shí)間，稱為舒張期。表2蟾蜍骨骼肌單收縮潛伏期、縮短期及舒張期數(shù)據(jù)測(cè)量表刺激強(qiáng)度（V）潛伏期（ms）縮短期（ms）舒張期（ms）10.2775723520.2886425030.291063247Mean0.288.3361.33244SD0.011.533.797.94由上表可得到蟾蜍骨骼肌單收縮潛伏期、縮短期及舒張期的數(shù)據(jù)，且每組數(shù)據(jù)間方差較小，由此可證明實(shí)驗(yàn)誤差較小，得到的數(shù)據(jù)也較為準(zhǔn)確。C蟾蜍腓腸肌刺激頻度與骨骼肌收縮的關(guān)系圖4蟾蜍腓腸肌刺激頻度與骨骼肌收縮的關(guān)系圖（當(dāng)前波間隔為500ms）上圖（圖4）顯示的為幾個(gè)分離的單收縮，實(shí)驗(yàn)顯示，直到波間隔降低到200ms，蟾蜍的骨骼肌均為分離的單收縮。圖5蟾蜍腓腸肌刺激頻度與骨骼肌收縮的關(guān)系圖（當(dāng)前波間隔為50ms）圖6蟾蜍腓腸肌刺激頻度與骨骼肌收縮的關(guān)系圖（當(dāng)前波間隔為25ms）以上兩圖（圖5、圖6）顯示的為幾個(gè)收縮反應(yīng)的重疊，即發(fā)生收縮總和。實(shí)驗(yàn)顯示，波間隔在150ms—25ms，骨骼肌均發(fā)生不完全強(qiáng)直收縮現(xiàn)象。圖7蟾蜍腓腸肌刺激頻度與骨骼肌收縮的關(guān)系圖（當(dāng)前波間隔為20ms）上圖（圖7）顯示的為肌肉發(fā)生強(qiáng)直收縮的現(xiàn)象，可得到一條光滑的曲線。實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)波間隔降低到20ms，蟾蜍的骨骼肌會(huì)發(fā)生強(qiáng)直收縮現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)次數(shù)波間隔（ms）刺激頻度（Hz）最大收縮幅度（g）現(xiàn)象15002.002.50單收縮23003.332.90單收縮32005.004.06單收縮41506.6717.70不完全強(qiáng)直收縮55020.028.33不完全強(qiáng)直收縮62540.027.14不完全強(qiáng)直收縮72050.029.20完全強(qiáng)直收縮表3蟾蜍腓腸肌刺激頻度與骨骼肌最大收縮幅度數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：上述圖為不同刺激頻率下肌肉收縮的曲線，通過測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)，最大收縮幅度隨波間隔的減小而增加，即最大收縮幅度隨刺激頻率的增加而增加。但當(dāng)波間隔減小到一定值（50ms），即刺激頻率增大到一定值（20Hz）后，骨骼肌最大收縮幅度便不再增強(qiáng)，而是在最大值上下波動(dòng)。若給肌肉不同的有效地頻率刺激，實(shí)驗(yàn)也可以分別觀察到單收縮（2—5Hz）、收縮總和/不完全強(qiáng)直收縮（6.7—40Hz）和強(qiáng)直收縮現(xiàn)象（50Hz）。如果后一次刺激落在前一收縮的舒張期，肌肉出現(xiàn)不完全強(qiáng)直收縮；繼續(xù)增大頻率，后一刺激落在前一收縮的收縮期，出現(xiàn)完全強(qiáng)直收縮。由上述圖像也可看出，肌肉動(dòng)作電位的發(fā)生要先于肌肉的收縮。這是因?yàn)樯窠?jīng)的興奮支配著肌肉的收縮，但二者并不是完全同步的，從神經(jīng)興奮到肌肉的收縮需要一系列的生理生化反應(yīng)及信息的傳遞，而這一系列生理過程需要耗費(fèi)一定的時(shí)間。所以神經(jīng)動(dòng)作電位的發(fā)生要先于肌肉的收縮。刺激頻率低時(shí)，肌肉發(fā)生一連串互不相連的單收縮，這是因?yàn)槊總€(gè)新刺激到來時(shí)，前一次刺激引起的單收縮已經(jīng)結(jié)束。于是，每個(gè)刺激都引起一次獨(dú)立的收縮。發(fā)生不完全強(qiáng)直收縮時(shí)，每次新的收縮都發(fā)生在前次收縮的舒張期中，肌肉則在自身尚處于一定程度的縮短或張力存在的情況下進(jìn)行新的收縮，即發(fā)生了收縮總和。當(dāng)刺激頻率增大到一定的較高程度時(shí)，出現(xiàn)完全強(qiáng)直收縮，這是因?yàn)檫B續(xù)刺激時(shí)，后來的每個(gè)刺激都可能總是落在前一次收縮的收縮期結(jié)束之前，各次收縮的張力或長(zhǎng)度變化發(fā)生融合而疊加起來。分析與討論刺激強(qiáng)度與收縮幅度的關(guān)系是怎樣的？為什么？（1）刺激強(qiáng)度到達(dá)閾刺激時(shí)腓腸肌開始收縮，在最大刺激前收縮幅度隨刺激強(qiáng)度增大而增大，到達(dá)最大刺激強(qiáng)度后，再增大刺激強(qiáng)度，收縮強(qiáng)度也不會(huì)再增大，而是在最大值附近波動(dòng)。（2）由于一塊肌肉由許許多多肌纖維組成，骨骼肌的收縮受運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的支配。單個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元可支配多根肌纖維，一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元與它所支配的肌纖維組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位。而不同的運(yùn)動(dòng)單位興奮閾值不同。低于閾刺激的刺激強(qiáng)度，神經(jīng)纖維不發(fā)生興奮，其所支配的肌細(xì)胞也不發(fā)生反應(yīng)；當(dāng)刺激電壓達(dá)到閾強(qiáng)度時(shí)，神經(jīng)干中閾值最低的神經(jīng)開始興奮，其所支配的運(yùn)動(dòng)單位也興奮并發(fā)生收縮。刺激強(qiáng)度逐漸增大，神經(jīng)干中興奮的神經(jīng)纖維增加，收縮的運(yùn)動(dòng)單位也增加，于是骨骼肌收縮張力增加。當(dāng)刺激電壓達(dá)到最大刺激強(qiáng)度后，所有的神經(jīng)纖維都興奮，其所支配的所有的運(yùn)動(dòng)單位也收縮，所有刺激強(qiáng)度再增大。骨骼肌收縮力也不再增加。2、什么是潛伏期？你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)所測(cè)的潛伏期內(nèi)發(fā)生了怎樣的生理過程？（1）從刺激開始到到肌肉機(jī)械收縮之前這一段無明顯外部表現(xiàn)的時(shí)間，稱為潛伏期。（2）潛伏期內(nèi)發(fā)生了很多生理過程，包括刺激產(chǎn)生的動(dòng)作電位以局部電流的在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)；興奮在神經(jīng)-肌肉接頭處傳導(dǎo)；動(dòng)作電位在骨骼肌細(xì)胞上的傳導(dǎo)；骨骼肌細(xì)胞的興奮-收縮耦聯(lián)等過程。其與舒張期顯著相關(guān),機(jī)械收縮之前肌纖維的生物化學(xué)活動(dòng)對(duì)肌肉的舒張機(jī)制有調(diào)制作用。肌肉的收縮期和舒張期分別發(fā)生了怎樣的生理過程？肌肉的收縮和舒張是否都需要能量？（1）動(dòng)作發(fā)生開始到收縮幅度最大點(diǎn)是收縮期，之后到恢復(fù)常態(tài)是舒張期。收縮期和舒張期主要過程：骨骼肌細(xì)胞的興奮-收縮耦聯(lián)。橫橋周期中骨骼肌的粗細(xì)肌絲相對(duì)滑行，使張力增大或減小。（2）肌肉的收縮和舒張都需要能量。刺激頻率和肌肉動(dòng)作電位及收縮的關(guān)系分別是怎樣的？（1）刺激頻率和肌肉動(dòng)作電位：肌肉動(dòng)作電位不會(huì)隨著刺激頻率的增大而發(fā)生疊加，刺激頻率只會(huì)改變肌肉動(dòng)作電位的峰值及時(shí)程。（2）刺激頻率和肌肉收縮：當(dāng)刺激頻率較小時(shí)，肌肉表現(xiàn)為連串的單收縮；增大刺激頻率，使刺激的間隔大于一次肌肉收縮的持續(xù)時(shí)間兵小于一次肌肉收縮舒張的持續(xù)時(shí)間時(shí)，動(dòng)作電位發(fā)生部分疊加，肌肉則呈現(xiàn)鋸齒狀的收縮波形，產(chǎn)生不完全強(qiáng)直收縮；繼續(xù)增大刺激頻率，使刺激的間隔小于一次肌肉收縮的時(shí)間時(shí)，動(dòng)作電位疊加程度增大，在每次收縮后不能舒張而是繼續(xù)受到下一個(gè)刺激繼續(xù)收縮，肌肉產(chǎn)生完全強(qiáng)直收縮。動(dòng)作電位會(huì)發(fā)生疊加么？為什么？肌肉動(dòng)作電位不會(huì)隨著刺激頻率的增大而發(fā)生疊加。因?yàn)閯?dòng)作電位具有“全或無”的特點(diǎn)，只要刺激達(dá)到動(dòng)作電位閾值，就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作電位，且由于不應(yīng)期的存在動(dòng)作電位不會(huì)發(fā)生疊加，只能單獨(dú)存在。骨骼肌為什么可發(fā)生強(qiáng)直收縮？強(qiáng)直收縮在幅度上與單收縮有何差別？有何生理

意義？（1）骨骼肌發(fā)生強(qiáng)直收縮的原因：連續(xù)刺激時(shí)，后來的每個(gè)刺激都可能總是落在前一次收縮的收縮期結(jié)束之前，各次收縮的張力或長(zhǎng)度變化發(fā)生融合而疊加起來就會(huì)產(chǎn)生完全強(qiáng)直收縮。（2）完全強(qiáng)直收縮是在上一次收縮的基礎(chǔ)上收縮，因此比單收縮效率高，幅度也明顯要比單收縮幅度大。（3）生理意義：強(qiáng)直收縮比單收縮效率高，幅度也明顯要比單收縮幅度大。故強(qiáng)直收縮能產(chǎn)生比單收縮更大的力量，單收縮時(shí)一部分能量消耗在反復(fù)克服肌肉結(jié)締組織和肌肉中其它成分的長(zhǎng)度變化上，而在強(qiáng)直收縮時(shí)，則不需要消耗這些能量，節(jié)省下的能量能更多地用于肌肉做功。骨骼肌會(huì)發(fā)生強(qiáng)直收縮，使效率高，張力大。而心肌的不應(yīng)期長(zhǎng)，不會(huì)發(fā)生強(qiáng)直收縮。這適應(yīng)于心肌和骨骼肌的功能。7、分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)和應(yīng)該注意的問題。（1）分離神經(jīng)和肌肉時(shí)應(yīng)該小心不要破壞神經(jīng)和肌肉。（2）分離后的神經(jīng)和肌肉要隨時(shí)保持濕潤(rùn)，盡量不要用手指和鑷子去觸碰，肌肉如果太干燥，又在強(qiáng)烈電刺激下，很可能痙攣，這樣不僅損傷了神經(jīng)和肌肉，也導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)很難進(jìn)行下去。（3）實(shí)驗(yàn)過程中要經(jīng)常用任氏液濕潤(rùn)棉球覆蓋在標(biāo)本上